无心磨质量问题分析.doc

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1、无心磨质量问题分析在生产屮，尤其是大批生产屮小型冋转体工件时，如录音机芯轴、注射器芯、轴承套圈、滚柱、滚针、活塞销、柱塞、常见的家用电器等，其精加T常川无心外圜磨床来实现。这是因为磨削时工件上不必打屮心孔，通磨时，加工时间与辅助时间重合，成批连续加工时，切入磨只需较少的辅助时间，所以，生产率比一般的外圆磨床高，生产成本低，同时，在切削宽度上全部由托板刚性支承，工件不易发生变形，可使被加工工件保持较小的表面粗糙度。然而，机器零件经机械加工示的质量不仅仅只靠表面粗糙度来维持，还要川尺寸精度、几何形状精度、工件表面间相对位置精度等项质量指标加以衡

2、量，无心外圆磨削同样也不例外。与无心外圆磨削过程相关的质量问题主要有以下几方面。1•工件的不圆度谋弟对质量的影响1.1T件屮心高是影响磨削后不圆度误羞的主要几何因素。1.1.1工件中心高h对棱圆度的影响。众所周知,从成圆理论知,当h=0时，各奇次谐波gni=1（gi=1）o也即是，工件件屮心高h=0,无法改善奇次谐波。在h=0的附近，有某些奇次谐波卩ni>1,故工件在这些条件下磨削，棱圆度反而恶化了。随着h的提高，yni向小于1的方向变化，工件棱圆度得以改善。工件棱圆度与屮心高的关系见图1。1.12丁•件屮心高h对椭圆度的煤响。工件中心高对

3、椭圆度的影响，从某种意义上说，与棱圆度恰好相反。在h=0附近，椭圆度可以得到迅速改善。提高工件中心高度，增加，椭圆度不易改善，且易产生较高次的偶次谐波。同时，屮心高度过高，受力不稳，易发生振动,椭圆度会恶化。因此，对于棱圆度及椭圆度这对矛盾的统一体，就要寻找一个使两者平衡的解决方法。1.1.3M优屮心高度。一-般而言，椭圆度比棱圆度容易改善，且不易恶化。因此，为了提高磨削生产率与磨削精度，可采用“多次调整法”。在粗磨时，采用较高的屮心高度，以改善棱圆度为主；精磨时，将屮心高度降低一些，以改善椭圆度为主，同时进一步改善棱圆度。在实践屮，磨削屮

4、等尺寸丁•件（p47mm精度等级G级的滚动轴承套圈外圆时，粗磨可采用h=20〜30mm,在粗磨余量0.15〜0.30mm后，一般棱圆度可达1道以下，椭圆度也不会超过1〜1.5道。精磨时，高度降至h=10〜15mm左右，再磨除0.10mm左右余量，则不圆度误差可达0.002〜0.004mm。在实践屮，应根据实际生产条件来选择一次或多次调整法来磨削外圆，对于无心外圆磨削而言，多次调整法可以更为全面地反映出其优越性，更适应无心磨削的特点。若为单件小批量生产，更宜采用一次调整法来修正不圆度。1.2导轮速度对T件不闘度谋差的影响。在无心磨床导轮传动链

5、T作正常条件下，导轮速度在一定范围内变化时，对工件不圆度谋差影响不大。但导轮速度过高会引起系统振动，从而使磨削精度迅速下降。在实践屮，笔者曾多次发现，由于导轮速度过高而使工件不圆度误弟增大的实例。降低导轮转速后，情况随即好转，这一点应引起生产若注意。1.3工件惯性对工件不圆度误差的煤响。惯性大的工件比惯性小的工件其不圆度误差容易改善。在托板顶角屮=60°,屮心高h=3〜15mm条件下，对于长度均为30mm,直径分别为(p9mm.(p14mm>(P20mm的工件进行试验，发现工件頁径越小，其惯性小，不圆度误差越不易改善，如图2所示。因此，在实

6、践屮，在保证T件运动稳定的前提下，操作者们通常对刚性小、惯性小工件的屮心高度选用的比刚性大、惯性大工件的屮心高度还要高。1.4机床精度对工件不圆度谋茅的影响。在实际生产中，笔者调查屮发现，要达到0.001mm以下的不圆度误差十分困难，这主要是受到机床精度的限制，同时，无心磨床的振动、传动链的稳定性、磨轮及导轮的修整质量，都会直接影响到磨削质量。导轮运动环节的松动、间隙过大，会造成匸件运动的不均匀而形成不圆度误弟。适当地减少主轴轴承间隙，提高动压轴承刚性，可采用新液体静压轴承作为主轴轴承，以使得不圆度谋茅下降到0.3〜0.5卩左右。对于磨削要

7、求较高的工件，可选用精密级或高精度无心磨床。2丁件的圆柱度对质量的影响工件的圆柱度误并是工件轴向截ifij内的几何形状误井，包括工件锥度、凹度及凸度等。产生这些谋羌的主要原因，是在磨削过程屮工件实际中心线偏离理论屮心线所致，当这两条线在水平面内相交成一定角度时，就会形成锥度。当这个角度在工件运动过稈中不断地、连续地变化时，就会形成凹度或凸度。21锥度对工件质量的影响。工件在加工过程屮，有时前端面肓径小于后端面宜径，一般称这种锥度为前锥度，反Z为后锥度。--般而言，磨削区域形状不正确是造成锥度的主要原因2—。由于导轮不正确，而使工件可能产生锥

8、度。当导轮局部过度磨损，或者因其他原因引起的导轮局部形状不正确及托板局部磨损太大，都可能引起T件轴线倾斜，从而产生锥度。如图3所示。因此，修磨或更换导轮，以防工件岀现锥度。2.2